Therapeutisches Potential regulatorischer T-Zellen aus Nabelschnurblut

Fragestellung: Regulatorische T-Zellen (Tregs) spielen eine entscheidende Rolle in der Kontrolle von Autoimmunität in den peripheren Lymphorganen. Die Möglichkeit einer Treg basierten Zelltherapie zur Wiederherstellung oder Aufrechterhaltung immunologischer Toleranz ist von steigendem Interesse. Die Isolation reiner Treg Populationen sowie die Entwicklung robuster und hocheffizienter Expansionsprotokolle stellen dabei größere Herausforderungen dar.

Humanes Nabelschnurblut (NB) enthält eine signifikante Population hochfunktioneller naiver CD4⁺CD25⁺CD127^lowFOXP3⁺ Tregs und nur sehr wenig antigen-erfahrene T-Gedächtniszellen. Diese Eigenschaften machen Nabelschnurblut zu einer idealen Treg Quelle. Im Rahmen dieses Projekts wurde das Isolations- und Expansionspotenzial von FOXP3⁺ Tregs aus Nabelschnurblut untersucht.

Methodik: CD4⁺ T-Zellen wurden aus mononukleären Nabelschnurblutzellen mittels MACS (magnetic bead activated cell sorting) durch negative Selektion isoliert. Die CD25⁺ Subpopulation wurde durch eine Zweischritt-Positivselektion mit αCD25 Beads gewonnen. Die Zellen wurden mit αCD3αCD28 Beads und IL-2 über 14 Tage expandiert und auf ihren Phänotyp, ihre suppressive Funktion, ihre Zytokin-Produktion und Methylierung in FOXP3 hin untersucht.

Ergebnisse: Die Isolationsprozedur ergab ca. 2×10⁴ Tregs pro Milliliter NB. Die Reinheit der CD4⁺CD25⁺CD127^lowFOXP3⁺ Zellen wurde mittels Durchflusszytometrie auf >90% ermittelt. Tregs aus NB expandierten bis zu 12000 fach in 14 Tagen bei einer Endreinheit von >95% CD4⁺CD25⁺CD127^lowFOXP3⁺. Die expandierten Zellen konnten in gefrorenem Zustand gelagert werden. Anschließend aufgetaute Zellen waren in der Lage, die Proliferation von CD4⁺CD25^- T-Effektorzellen im Suppressoren: Effektoren Verhältnis 1: 1 bis 1: 32 in Bead-stimulierten Suppressions-Assays effektiv zu unterdrücken. Die FOXP3 Expression konnte auf mRNA Ebene bestätigt werden und Methylierungsstudien zeigten eine Ø 96% Demethylierung in der Treg spezifischen demethylierten Region (TSDR) des FOXP3 Gens. Durchflusszytometrisch konnte anhand intrazellulärer Zytokinfärbungen eine lediglich verschwindend geringe Kontaminationen durch Effektorzellen festgestellt werden. Die Zugabe von Rapamycin zum Kulturmedium reduzierte die Expansionseffizienz, hatte jedoch anders als bei Tregs aus adultem Blut keinen signifikanten Einfluss auf den Phänotyp der Zellen.

Schlussfolgerungen: Diese Ergebnisse demonstrieren die Möglichkeit der Isolation reiner FOXP3 Tregs mittels MACS aus Nabelschnurblut. Basierend auf Expansionskapazität, Phänotyp sowie funktionellen Eigenschaften könnten diese expandierten Tregs eine Zellpopulation mit dem Potenzial für zukünftige autologe Zelltherapien repräsentieren.